水刀實(shí)際應(yīng)用的水射流大致可以分為3種類型：連續(xù)射流、脈沖射流、空化射流。
1．連續(xù)射流
連續(xù)射流是最普通的射流形式，又是一個(gè)龐大的家族，可以細(xì)分為如下幾類。
(l)根據(jù)射流性質(zhì)分為：
①液體射流（包括水射流和其他液體射流）；
②液體一固體射流（即磨料射流）；
③液體一氣體一固體射流（氣壓輸送磨料）。
(z)根據(jù)射流壓力分為：
①低壓力射流：工作壓力不大于1OMPa的水射流，其系統(tǒng)主機(jī)多
為離心泵或低壓往復(fù)泵；
②高壓力射流：工作壓力在1OOMPa的水射流，其系統(tǒng)主機(jī)多為高
壓往復(fù)泵。
◎超高壓力射流：工作壓力不小于1OOMPa的水射流，其系統(tǒng)主機(jī)
多為超高壓往復(fù)泵和增壓器。
上述劃分依據(jù)中國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。由于水射流作業(yè)的高壓化、大型化發(fā)展趨勢(shì)，高壓水射流的概念逐漸認(rèn)同到150 - 200MPa;超高壓水射流的概念則已認(rèn)同到工作壓力不小200MPa，因?yàn)檫@是一般水切割作業(yè)壓力的下限。對(duì)此，水射流設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)正在修訂。連續(xù)射流又可加溫加化學(xué)清洗劑、加長(zhǎng)鏈聚合物以提高其性能。
(3)根據(jù)射流周圍介質(zhì)分為：
①淹沒射流——水射流在水中或其他液體中噴射；
②非淹沒射流——水射流在空氣中噴射。
(4)根據(jù)射流用途分為：
①霧化射流（降塵、噴灌等）；
②造型射流（噴泉、人造瀑布、水幕等）；
③真空射流（水射流抽吸）；
④圓柱射流（消防、清洗等）；
⑤細(xì)射流（清洗、切割等）。
連續(xù)射流的最大壓力p與射流速度U有著下述關(guān)系式：
p=pv2/2
式中p——射流液體的質(zhì)量密度。
這樣，射流壓力與靶距成反比，最大射流壓力也就在初始速度處。若一束水射流的初始速度為915m/s，那么它要求泵的壓力約為410MPa。
在水射流作用下，材料的失效形式主要為剝蝕和斷裂。水射流在200MPa下能切割0.2mm的薄鋼板材，如果加入磨料，這個(gè)壓力將大幅度地降低。
2．脈沖射流
脈沖射流是非連續(xù)射流，這種間斷射流的形象很類似于子彈射出，它由以下幾種方式產(chǎn)生：
(1)聚能驟放，或日“水炮”；
(2)壓力擠出；
(3)流量調(diào)節(jié)，又稱“水擊”。
這些射流的性能取決于水擊形成的頻率、水擊長(zhǎng)度L與射流直徑D之比和水擊的能量。
脈沖壓力（或稱水擊壓力）導(dǎo)致材料的初期失效 式中c-——聲音在射流流體中的速度，在水里約為l500m／s。
由此可見，為了達(dá)到最佳效果，脈沖壓力要比射流打擊力大。然而，基于脈沖射流形式、靶件材料特性，失效可能由沖擊或打擊力作用造成，也可能由兩者綜合作用造成。
聚能驟放型和壓力擠出型都有個(gè)共同特性，那就是足夠高的能量產(chǎn)生了脈沖；與此相對(duì)應(yīng)的是流量調(diào)節(jié)型，它產(chǎn)生了許許多多的脈沖，而每個(gè)脈沖僅需很小的能量。
(l)聚能驟放型脈沖射流的特性如下
①速度衰減迅速，脈沖持續(xù)相對(duì)短促；
@每次脈沖噴射的流量足夠??；
③最大射流速度取決于噴嘴面積比（噴嘴入口截面面積與出口截面面積之比）及噴嘴長(zhǎng)度與水擊長(zhǎng)度之比而不是噴嘴直徑；
④速度衰減時(shí)間是水擊速度的可逆函數(shù)。
(2)壓力擠出型脈沖射流的特性如下：
①持續(xù)的射流速度與時(shí)間和長(zhǎng)脈沖有關(guān)；
②大流量脈沖特征，脈沖流量取決于泵機(jī)組高壓缸容積和行程；
③最大射流速度取決于噴嘴直徑而不是噴嘴面積比；
④相對(duì)于壓力隨時(shí)間變化關(guān)系，靶件負(fù)荷接近于階躍函數(shù)。
由于這些脈沖射流產(chǎn)生的失效形式不完全控制裂縫延展，結(jié)果使靶件表面材料的剝除量大且無規(guī)則。
流量調(diào)節(jié)型脈沖沖射流基本上是間斷連續(xù)射流，其結(jié)果形成分離間距較小的流體束來沖擊材料表面。這種形式的射流有以下特性：
①每個(gè)脈沖所需能量??；
②高頻率的脈沖沖擊；
③脈沖沖擊類似液滴沖擊，不產(chǎn)生持續(xù)的靶件負(fù)荷，動(dòng)量作用占主
導(dǎo)地位。
在這種形式的射流沖擊下材料失效與疲勞有關(guān)，失效規(guī)模比前兩種都要小。這樣，它的尺寸控制就比較好。
將一列共振腔或“風(fēng)琴管”在共振器里分置，對(duì)射流的諧波或副諧波基本頻率產(chǎn)生作用，在噴嘴出口和共振器之間相互作用的蠕動(dòng)使得壓力波動(dòng)增大和持續(xù)，典型的頻率范圍可達(dá)10_20kHz’極大地提高了相同壓力與流量下連續(xù)射流的清洗能力。
3．空化射流
空化射流是一種在射流中自然產(chǎn)生空化氣泡的連續(xù)射流，空泡或采用空氣或采用淹沒方式產(chǎn)生，采用多種方法在流體中形成一個(gè)壓力低于當(dāng)?shù)卣羝麎毫Φ膮^(qū)域，這樣也就激發(fā)了空化核的生長(zhǎng)（流體中的氣泡），這些氣泡被卷入射流進(jìn)一步生長(zhǎng)，直到它們接近被清洗或切割的
表面由于受阻滯而引起破裂。在破裂過程中，產(chǎn)生非常高的壓力和微射流，靶面應(yīng)力高于大多數(shù)材料的抗拉強(qiáng)度。雖然單獨(dú)的空泡破裂造成的破壞程度較小，但持續(xù)漸增的此類現(xiàn)象使得材料的失效延展擴(kuò)大。
(1)相對(duì)于連續(xù)射流，空化射流的優(yōu)點(diǎn)如下；
①硬質(zhì)物品所需工作壓力大幅度降低；
②噴嘴和其他高壓部件壽命延長(zhǎng)；
@切縫比連續(xù)射流要寬得多，這對(duì)表面清洗來說是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)；
④在水下相對(duì)于連續(xù)射流性能有所提高。
(2)相對(duì)于連續(xù)射流，空化射流的缺點(diǎn)如下；
①切縫極大；
②流量比連續(xù)射流要大10倍左右；
③切割質(zhì)量相對(duì)不好控制；
④靶距的局限性。
水刀射流系統(tǒng)在清洗與彈藥回收應(yīng)用方面已有業(yè)績(jī)。
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